肝细胞类器官的脂肪积累药筛与候选基因功能筛查
在脂肪酸诱导或基因改变的肝细胞类器官中比较候选干预，以脂滴成像、转录组和基因操作研究减脂作用。
用途与模型
- 研究用途
- 比较候选药物对肝细胞脂肪积累的影响，分析遗传背景对药物反应的影响，并筛查潜在药物靶点。
- 模型与细胞来源
- 人胎肝来源肝细胞类器官；4 个供者来源类器官系，包含同供者背景下的 APOB/MTTP 敲除和 PNPLA3 I148M 变异模型。
- 方法版本
- 2023 年脂肪酸与 APOB/MTTP/PNPLA3 模型
- 实验形式
- 三维可扩增类器官，脂肪酸模型预处理 3 天后加药 7 天；基因敲除模型直接接受 7 天药物处理。
材料与平台
- 脂肪酸与基因模型
- 油酸/棕榈酸 1:1，总浓度 500 μM；另用 APOB、MTTP 敲除及 PNPLA3 I148M 基因编辑模型。
- 候选干预与对照
- 17 种候选干预，包含脂肪合成相关抑制剂、受体激动剂及人 FGF19/FGF21；匹配溶剂对照。
- 脂滴与表达检测
- Nile Red、DAPI、共聚焦成像、Fiji 脂滴面积分析；部分有效处理进行整体 RNA 测序。
- 基因筛查
- APOB/MTTP 缺失 FatTracer 类器官逐一筛查 35 个候选基因，进一步检验 FADS2 缺失与过表达。
测量指标与分析
- 按模型参照归一化的脂肪评分
- 脂滴覆盖投影面积
- 药物处理后差异表达基因
- 基因编辑后的脂肪积累与生长
脂滴荧光投影经阈值分割，按类器官投影区域计算覆盖面积，再以正常模型为 0、对应脂肪积累溶剂对照为 1 归一化。不同药物与遗传背景分别比较，转录组结果用于分析分子变化。
研究设计与结果
药物集评价
- 研究设计
- 17 种候选在多个脂肪积累模型中的 7 天处理，与 35 基因功能筛查及 FADS2 后续验证结合。
- 测试范围
- 4 个供者来源类器官系用于平台研究；药物分析每浓度至少 3 个培养重复，至少 2 次独立实验，具体遗传比较采用匹配背景。
- 参照体系
- 对应模型的溶剂对照、正常基因背景及不同脂肪积累模型。
- 研究结果
- 部分脂肪合成抑制剂、法尼醇 X 受体激动剂和人 FGF19 降低脂肪评分；PNPLA3 I148M 背景的部分药物反应减弱。FADS2 缺失加重积累，过表达使积累减少约 70%。
适用条件与研究局限
- 模型以肝细胞为主，未纳入炎症和纤维化所需的其他肝脏细胞类型。
- APOB/MTTP 模型已有脂质输出缺陷，相关药物和基因作用受该背景影响。
- 脂肪评分反映成像归一化结果；转录组提示的潜在不利效应还需要相应功能实验。
来源与原文
- Engineered human hepatocyte organoids enable CRISPR-based target discovery and drug screening for steatosis.原始研究 · Nature Biotechnology · 2023-02-23